Получение хлора путем электролиза хлорида натрия

[tvv385]

Ответ порадовал еще больше

 

>Ну если запросто, то сначала - за патентом, а потом - технологию с уравнениями реакций в студию!

 

PCT может в сотку тыс баксов обойтись, так что обламайся... ну то есть подождешь пока найдеться интересное применение для патента,

а пока детали подобных систем раскрывать не буду, уж извени...

 

(но там задачка скорее на сообразительность - у дебилов не хватает ума что можно просто разделить зарядку

и разрядку аккумулятора в разных блоках, и использовать те реакции которые в обычной схеме аккумулятора не удается)

 

>А я-то все голову ломаю, зачем для связывания азота используется температура в 800 градусов, давление под 1000 атмосфер и дорогостоящие катализаторы.

 

вообще-то побольше - иногда и дуга используется...

 

>Зачем же это все, ведь достаточно батарейки и "кривых рук"!

 

ааа, понял.

 

Ну тогда вам для начала такая простая задачка - пересчитать напряжение 3.4 вольта в экв. температуру.

 

Для начала посчитай какой экв. T соответствует напряжение 1 вольт. Это будет очень полезно знать...

 

 

(Берешь сначала энергию теплового движения молекул (1/2*k*T на степень свободы)пересчитываешь в электрон-вольты(1 эВ = заряд электрона * 1В),

потом считаешь какой экв Т соответствует напряжение)

 

А вообще, рекомендую составить табличку пересчета градусов в электрон-вольты и помедитировать над ней.

 

 

>Я прочитал достаточно литературы по взрывчатым веществам и очень многие синтезировал, а вот Вам не мешало бы поинтересоваться технологиями

>связывания атмосферного азота. Начать стоит с синтеза аммиака, поскольку это первое звено промышленного получения большинства азотсодержащих

>веществ, в том числе и ВВ. Собственно, при н.у. атмосферный азот связывается только очень активными металлами (от которых его потом фиг оторвешь,

>да и дорого очень потом металл извлекать), либо некоторыми комплексами платиновых металлов (но там все равно он фактически в виде молекулы, так что

>использовать тоже не удастся) А уж взрывоопасные смеси с азотом - это нонсенс (разче что он в реакции не участвует, например азот+кислород+водород )

 

это все относиться к технологиям МАССОВОГО производства, то есть там, где ради дешевизны нужен высокий выход реакций.

(потому и используют катализаторы для повышения выхода и другие ухищрения)

 

 

Но когда вы делаете оценку безопасности эксперимента, то вам эти знания пром. технологий мало помогут(помогут, но мало тк они

описывают далеко не все вероятности) - тут лучше использовать старую добрую физику(и теор. химию), в ее химически-чистом виде

 

 

Что касается катализаторов, то они по сути только ускоряют реакцию, либо смещают равновесие или баланс реакций.

(то есть и без катализаторов реакция вполне может идти, хоть и с меньшим выходом/скоростью чем нужно для рентабельности в промышленности)

 

 

Дальше все еще забавнее. Конечно, % выход побочных реакций очень не большой, и доли процентов примеси часто можно

даже не учитывать в рассчетах по основным продуктам реакции, к тому-же для взрыва нужны близкие к 100% концентрации...

 

 

Думаете поэтому можно позволить себе халтурить и не просчитывать все вероятности?.. Ошибаетесь!!!

 

 

Там побочных реакций может идти далеко не одна, к тому-же например при простом высыхании(пролили капли раствора например,

или просто храните то что осталось от старых экспериментов) вода испариться, и остается 100% сухой остаток...

(Так-же может что-то выпадать в осадок и концентрироваться там - если ванна большая и работала долго,

то нескольких кг накопившейся грязи на дне ванны может стать большим сурпризом при очистке,

думаю вам и 1 кг взрывчатого осадка уже хватит на бесплатный билет в рай )

 

 

Пример с азидом свинца довольно показателен.

(видели сколько его обычно всего скажем в капсуле? Хватает же...)

 

Конечно выход и концентрации могут быть очень не большие. Ну скажем 1 на миллион это много или мало?..

(реально может быть на порядки больше чем 1 ppm)

 

В растворе - фигня, никто и не заметит(если конечно не используются какие-то высокочувствительные методы анализа, тогда примесь может мешать).

 

Но дальше например примесь(все той-же 1 на млн концентрации) ионов свинца(из тех-же электродов или даже как примесь в реактивах)

теоретически может дать например нерастворимое соединение... (так или не так уже надо конкретно считать и не лениться проверять)

В этом случае весь ваш азид выпадет в осадок. Даже при 1 ppm и всего 1 литре раствора из него выпадет 1 мм3 азида свинца,

то есть как раз размером с капсуль... Пример впечатляет?

(выпадет или нет это уже не важно - все равно надо все считать)

 

(на практике там думаю и без азида будет достаточно всякой дряни в больших количествах)

 

 

>3-5 вольт - это "хорошее" напряжение? Чем собрались азот связывать? Низковольтной дугой за пару тысячелетий?

 

>потенциал образования азида из азота по таблице 3.4 вольта.

 

>- А энергия активации и разрыва молекулы азота?

 

напряжение в таблице как раз именно эту энергию и описывает, но в более простой и удобной форме

 

>Или вы 800 градусов и тысячу атмосфер тоже батарейкой сделаете? Тогда, опять же, патент и технологию - в студию!

 

3 вольта эквивалентно температуре в несколько тыс градусов!

(физику-то не только знать, а понимать нужно! )

 

 

 

>Азот - двухатомный газ, связь между атомами - тройная, разорвать ее сложно, в этом и состоит проблема связывания атмосферного азота.

>Разумеется, атомарный азот очень реакционоспособен, и для его использования не нужна никакая батарейка

 

да, именно так - скорее всего для промышленного использования этой реакции у нее может быть недостаточный выход,

но не из-за недостатка напряжения(экв температуры как раз достаточно, даже с избытком учитывая что обычно источники

питания могут давать в несколько раз больше напряжения чем нужно для реакции),

а из-за низкой электроактивности компонентов(в смысле электропроводности)...

 

Тем не менее вполне можно ожидать выходов на порядки больше чем 1 на млн.

 

Vladimir

PS да, про сюрпризы с пироксидами вкурсе? Та еще дрянь...

Например, известный перексид из ацетона(который можно насыпать на руку большой кучей и поджеч)

очень легко из режима теплового горения переходит в бризантный режим...

(Проще говоря, если наступите на грабли(в буквальном смысле ) из маленькой кучки

какого-нить пероксидного осадка с мм кристалликом азида, то количества может и не хватит

чтобы оторвать ногу целиком, но ударная волна от бризантного взрыва наверняка разрушит кость пятки,

так что дальше придется прыгать на костылях и думать над теориями и смыслом жизни )

 

PPS я в детстве (после того как понравилось поджигать на руке - обнаглел ) пробовал

навернуть пероксид молотком... Я вообще очень осторожный - положил его миниум сколько возможно,

наверно с головку спички всего, насыпал на бетон в подъезде(специально подальше от всего - но об

акустике в подъезде как-то не подумал Ну в смысле подумал, но не ожидал что от такого малого

количества, фактически примерно как в пистоне, будет такой эффект), ну и навернул молотком...

В общем, после этого недели 2 в ушах звенело, чуть не оглох :(

С тех пор к пироксидам как-то с опаской отношусь и не ленюсь лишний раз все просчитать )

[aversun]

Да, действительно, краткость – сестра таланта.

[Termoyad]

Суть писанины на 3-х страницах в нескольких словах:

При проведении электролиза раствора хлорида натрия с диафрагмой/раздельным собиранием газов получаем грязный хлор ( примерно 2-5% кислорода ) и водород. В растворе образуется гидроксид натрия, гипохлорит натрия ( растворение хлора в электролите ), хлорат и перхлорат натрия ( разложение гипохлорита, оксиление на аноде ), карбонат и сульфит натрия ( примеси в воздухе + реакция с электролитом ), сульфат натрия ( окисление сульфита хлором, гипохлоритом, на аноде, кислопродом), пероксидные соединения ( оксиление на аноде ), различную органическую муть ( так же от примесей и прочего, мож вам чихнуть захотелось в раствор перед использованием ), нитриты, нитраты, азиды ( электрохимически ), и даже новые элементы!!!! ( залетел из глубин космоса какой-нибудь шальной гамма-квант, вот вам и ядерная реакция, а мож примесь калия дала распад.... )

 

Вывод прост: по статистике возможно всё, что душе угодно. Дело только за выходом прродукта.

 

Соглашусь с тем, что любой эксперимент нужно "просчитывать", но не нужно доходить до маразма! Тем более, что промышленные масштабы ( в которых и 1 на миллион - тоже концентрация ) не используются в данном контексте. А на производстве всё это уже учтено, просчитано, и аппаратно оформлено, велосипед изобретать не нужно.

 

Экспериментатору: спокойно проводите электрролиз, собирайте хлор и сжигайте в нем все подряд. Если соблюдать ТБ, не поджигать водород прямо в банке, использовать хорошую вентиляцию - то всё будет в порядке - никаких взрывов, "автокаталитических" процессов и прочей лабудени. В тех мизерных количествах, что образуются "особострашные" вещества, причинить вреда они не способны, даже при высушивании раствора и колочении по нему молотком.

 

Статисту: НЕ ПУГАЙТЕ НАРОД!!! И не превращайте пусть и "эксперимент на коленке" в подсознательный страх.

[prikol1]

Я так слышал, что клубеньковые бактерии могут связывать азот из воздуха (и не только они).

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B7%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B1%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80

Значит ли это, что внутри них давление 1000 атмосфер и температура 800 °C?

[tvv385]

 

>Вывод прост: по статистике возможно всё, что душе угодно. Дело только за выходом прродукта.

 

>Соглашусь с тем, что любой эксперимент нужно "просчитывать", но не нужно доходить до маразма!

 

>Тем более, что промышленные масштабы ( в которых и 1 на миллион - тоже концентрация ) не используются в данном контексте.

 

я ж специально привел пример с капсулем, чтобы показать что 1 ppm и в объеме литра может дать заметное количество...

 

>А на производстве всё это уже учтено, просчитано, и аппаратно оформлено, велосипед изобретать не нужно.

 

на производстве как раз чаще сидят "практики"(читай - дебилы ), которые пока раз 10 не подорвуться на одних граблях

не напишут лишнюю строчку в правила ТБ

 

Советую как-нить на досуге почитать сборник правил по технике безопасности. Меня он не слабо развлекал...

 

Например: инструкция по работе с газосварочным оборудованием всего на 1-1.5 страницы,

там вообще почти ничего нет(даже не написали что нельзя бить аппарат молотком, переезжать трактором и стрелять из гаубицы ),

но зато отдельным пунктом для особо умных запрещено перематывать сварочные шланги изолентой!!! Вот это впечатляет, да.

Причем видать не один дятял подорвался, "умных" хватает, что пришлось для дебилов писать отдельным пунктом запрет про изоленту...

 

>Статисту: НЕ ПУГАЙТЕ НАРОД!!! И не превращайте пусть и "эксперимент на коленке" в подсознательный страх.

 

пока нету большого опыта - придеться все проверять и просчитывать, привыкайте!

 

Потом будет уже легче, когда начнете сразу ориентироваться хоть по порядку величины какой ожидать эффект, а пока не ленитесь.

 

Чем больше проверите - тем больше это пригодиться потом...

 

Vladimir

[tvv385]

То есть я могу проводить электролиз, не опасаясь взрыва раствора?

 

раствор конечно врядли может взорваться, но вскипание или выделение пузырей с разбрызгиванием вполне вероятны.

(взрыв просчитывается так: если энергии растворенных компонентов не достаточно чтобы нагреть его выше кипения, то скорее всего нет)

 

Для начала, найдите все нужные справочники и книги, и соберите их в одно место.

(то есть не на каких-то мусорных сайтах которые могут в любой момент исчезнуть,

а имеенно чтобы было надежно. Чтобы было удобнее, лучше собирите все нужное

в одну коллекцию и сделайте раздачу на торрентах - тогда можно будет писать

с точностью до номеров страниц, если у всех будут одинаковые версии книг! )

 

 

Таблицы внимательно посмотреть в любом случае полезно.

 

В издании 1994 года "краткого справочника" они на странице 345.

(в том торренте этих страниц нет, скорее всего есть в 91 годе,

но надо его кому-то сначала выкачать и сделать торрент - это и надежнее, и удобнее.

Если не найдете пишите - сделаю фотокопии)

 

Но в той таблице есть ошибки и местами плохо пропечатано. Поэтому лучше найти

и другие книги со справочными данными, и собрать их в одном месте.

 

 

Из того что бросается в глаза:

 

3 N2 + 2 e = 2 N3- -3.4v

 

3 N2 + 2 H+ + 2 e = 2HN3 -3.1v

 

...

 

(у азота реакций на 1.5 страницы, так что не ленитесь поискать справочники)

 

 

У хлора тоже забавно - ~ 15-20 реакций

 

Cl04- / Cl- 0.56v

(тут кстати похоже по хлору плохо пропечана таблица - надо поискать другие издания и книги! )

 

ClO3- / Cl- 0.63v

 

ClO2 / Cl- 0.85v

 

ClO / Cl 0.88v

 

Как видите, все степени окисления, причем они _близко по потенциалу_,

так что контролировать и поддерживать процесс для получения заданной степени окисления будет не так-то просто!..

 

 

 

Обязательно найдите еще учебник "общая химия", там посмотрите химию хлора - вроде бы какие-то степени окисления

у него были очень не стабильные, то есть если бертолетова соль в принципе чистая стабильна,

то с остальными не так все просто...

 

 

Далее у хлора полно всяких приколов и сюрпризов, например

 

ClO4- + 2H+ + 2 e = ClO3- + H2O 1.189v

 

причем эти приколы тоже близко по потенциалу к вашей реакции

 

вот ваше целевая реакция

 

Cl2 + 2e = 2 Cl- 1.359v

 

рядом с ней еще один прикол(я бы не поленился сперва сделать полярограф - с ним проще будет с этим сюрпризами разбираться)

 

ClO4- + 8H+ + 8 e = Cl- + 4 H2O 1.38v

 

 

Как видите, разница между паразитными реакциями всего 21 мВ и поддерживать поляризацию с такой точностью без контроля

по приборам не очень-то просто даже для опытных химиков, так что я бы сперва обзавелся приборами,

если конечно не любите сюрпризы...

 

Так-же можно подавлять паразитные реакции, например, за счет кислотности среды - например если для этой реакции нужен H+,

то есть кислая среда, то в щелочной среде она врядли будет идти...

(но немного будет тк небольших концентрации H+ есть даже в щелочи! )

 

 

Но чтобы это помогало, а не мешало, нужно видеть все эти реакции в одной таблице - так что не ленитесь сперва все найти и собрать в одном месте.

 

Vladimir

PS кто там хотел крутой дешевый аккумулятор сделать?..

[Русский по сердцу по уму]

Соглашусь с пользователем "popoveo", что этой теме, благодаря ответам пользователя "tvv385", место в разделе "курилка".

 

P.S.:

 

"Из того что бросается в глаза:

 

3 N2 + 2 e = 2 N3- -3.4v

 

3 N2 + 2 H+ + 2 e = 2HN3 -3.1v"

 

:blink:

Изменено 9 Января, 2012 в 11:46 пользователем Русский по сердцу по уму

[Termoyad]

 

 

3 N2 + 2 e = 2 N3- -3.4v

 

 

Посмотрите в своем справочнике реакцию

Ar - 1e === Ar+

стало быть, то, над чем карпеют уже почти 4 десятка лет делается с помощью батарейки "крона"......

 

Увы, но сухая термодинамика мне ни о чем не говорит. Она определяет лишь возможность процесса при надлежащих условиях.

Практика в этом случае настолько далека от теории, что сравнивать их просто нельзя.

Изменено 9 Января, 2012 в 16:14 пользователем Termoyad

[tvv385]

Посмотрите в своем справочнике реакцию

Ar - 1e === Ar+

стало быть, то, над чем карпеют уже почти 4 десятка лет делается с помощью батарейки "крона"......

 

в принципе да - в условиях дугового разряда ионизируется как миленький...

 

А вот насчет водного раствора - интересно.

 

Может ли вообще жить ион аргона в воде? (сомневаюсь, но точно не знаю, статей таких не видел)

 

 

То есть какой-то процесс будет идти, обязательно.

 

Вопрос тока кто там первый вступит в реакцию - аргон или электролит.

(но если найдете электролит с таким потенциалом разложения, то получите ион аргона наверняка.

Либо можно использовать любой другой способ "подключить провода" к аргону, какие - уже не важно )

 

 

Увы, но сухая термодинамика мне ни о чем не говорит. Она определяет лишь возможность процесса при надлежащих условиях.

Практика в этом случае настолько далека от теории, что сравнивать их просто нельзя.

 

а никто и не говорил, что одной термодинамики достаточно. Надо и все остальное смотреть, чтобы узнать что там будет, и чего больше.

 

А вот наоборот работает - если термодинамика запрещает, то и ничего там не будет.

(можно написать это на сайте в виде чего-то вроде методики для быстрого прикидочного рассчета,

чтобы больше к этим вопросам не возвращаться)

 

Поэтому термодинамику и таблицы смотреть всегда полезно.

 

(применительно к реакциям хлора - врядли при всего 21 мВ до паразитной реакции

можно будет гарантировать "термодинамический запрет" ограничением потенциала,

так что побочные реакции там будут идти и скорее всего иметь порядок в %, а не в ppm,

так что "бонусные продукты" будут отнюдь не в малых количествах)

 

 

Это только первый прикидочный этап рассчета. Дальше еще сложнее

 

Vladimir

PS ладно, не о том болтаем - будут справочники - все будет просто и понятно.

Кто готов помогать вести сайт?.. (Надо для начала все полезное перенести на сайт,

а то в этих форумах по 100 страниц трудно что-то найти - оптимально переносить

ценное на сайт, а форум использовать просто для разговора и так-же чего-то вроде LOG-а)

[popoveo]

Н-да. Расскажите мне неучу, как перевести ЭДС в "эквивалентную температуру"? С энергией не путаете? Как соотносятся клубеньковые бактерии и промышленные процессы? Неужто по выходу целевого продукта и времени реакции? Про взрывы растворов перхлоратов при электролизе (хотя нет, они уже просто пенятся и разбрызгиваются ) и фривольное использование потенциалов просто молчу... А есть же еще "дебилы"-практики, "PCT в сотку тыс баксов", ссылки на непрочитанную форумчанами литературу (по крайней мере, судя по постам)... Что же вы курите, господа? Явно не табак...

И все же я никак не могу понять, при чем здесь даже энергия (и/или "эквивалентная температура")? Любой кусок вещества ее содержит ровно mc² - куда больше, чем электрохимическая в батарейке, но почему-то аннигиляционных электростанций никто не создает, да и нитраты на основе бактериального ферментного связывания азота тоже почему-то никто не делает. Впрочем, надоело уже объяснять. Жду от tvv385 конкретики - технологий и уравнений реакций, подкрепленных математическими расчетами, а не пространных антинаучных рассуждений.

Изменено 10 Января, 2012 в 02:11 пользователем popoveo